Maximaas' Blog

具备一定的基础知识之后，接下来要开始真正的改造了。FC卡带的改造比较锻炼动手能力和耐心，技艺会随着改造的深入而不断提高，所以刚开始要好一些心理准备，比如焊坏板子、摔坏芯片、接错线等等。当然最最重要的是工欲善其事必先利其器，先配齐一套基础工具是必须的……

烙铁，国产黄花就足够日常DIY使用了，功率350w以上。 助焊剂，唯一好用的就是固特，分10g和50g两种大小的包装。 吸锡线，也是固特的，3mm宽度比较合适。 焊锡、钳子、镊子，这些不用多说了。

下面开始进入改造步骤：

* 拆除Mask Rom

第一步要把卡带上原来的PRG和CHR芯片拆掉（mapper芯片保持原样），拆焊芯片最好的工具是热风枪，可以一次性拆除芯片，并且不用破坏芯片本身，但是我没有，对于一个时间有限的爱好者来说也没有必要上这个玩意。多些耐心，一把性能可靠的烙铁绰绰有余。

先用钳子分别把PRG和CHR芯片的针脚剪断，注意要从针脚靠近芯片这一端的根部剪，不要从靠近PCB的那一端剪，否则容易破坏掉PCB上的焊盘让整个PCB报废。

剪完的样子，原本的MASK ROM终于完成了它的历史使命。

然后用烙铁加热每一个针脚的焊盘，再用镊子一个一个地将每一个针脚从焊盘里取出来，一共60个针脚，要有耐心。

把所有的针脚都拔掉之后就成了这样，焊盘里还残留有焊锡，使得我们没法把芯片插进去。

最后，用吸锡带蘸上助焊剂，用烙铁加热把每一个焊盘里残留的焊锡吸掉。不要尝试用吸锡器，你会疯掉。

吸掉残留的焊锡，再用粗橡皮把金手指上的氧化层擦掉，这样就得到了一块干干净净的电路板。

因为助焊剂并不是完全绝缘的，所以吸锡的过程中建议用纸巾随时把电路板上融化的助焊剂清理掉，完成后再用棉棒蘸酒精把电路板擦拭一遍，尽量确保没有残留。

如果你用来作为牺牲品的卡带比较多，同时初次尝试时想留给自己一些试错的余地，我建议你可以在原PRG和CHR的位置上焊上IC座，如果接下来某个针脚弄错了就不至于再费劲拆，使得整个过程可逆。我就是先这么干的。

准备PRG

这个时候就要根据所选择的Flash芯片来确定针脚和PCB上焊盘的对应了。因为Flash芯片与PRG/CHR的针脚定义是不完全一样的，所以对于处于相同位置但功能定义不一样的针脚，我们就需要通过飞线的方式来连接。

先来看PRG，下图中，左侧是28pin的PRG定义，中间是32pin的PRG定义，右侧是我这次选用的32pin/256KB的Flash芯片的定义。

我们这次选用的卡带是28pin/128KB的PRG芯片，根据前面所说的，这盘卡带的PCB电路板HVC-SLROM是兼容32pin/256KB的PRG芯片的，所以我们用Flash芯片对照32pin的PRG的针脚定义来对应就可以了。

此外，有两个控制针脚是要焊接到卡带金手指上的，金手指上在头尾和靠近中间的位置都有针脚编号，可以很容易地数到要焊接的目标针脚。

======== Updated on 2017-08-09 ========

MASK ROM的针脚布局并不一定是完全相同的，但FC卡带插槽的针脚定义以及同一种MMC芯片的针脚定义一定是固定的。所以在拿到一盘卡带时最好用万用表测量一下。通常同一个厂商所开发的卡带都会使用相同的MASK ROM针脚布局。 Flash芯片的控制针脚和卡带之间的连线通常是如下的对应关系：

Pin	FC	说明
WE＃	CPU R/W	对应卡带金手指的14pin。
OE＃	PRG /CE	PRG /CE通常在MMC芯片上。也存在很多例外，这时就需要利用74芯片来自制。
CE＃	CPU /ROMCS	对应卡带金手指的44pin。

MMC1芯片是有PRG /CE针脚的。

下面的对应关系只列出针脚位置定义不相同需要飞线的：

根据上面的对应关系把Flash芯片需要飞线的针脚用钳子掰直，准备工作就完成了，下面是一张更直观的图。

准备CHR

再来看CHR，下图中，左侧是32pin的CHR定义，右侧是我这次选用的32pin/512KB的Flash芯片的定义。

MMC1的CHR最大容量是128KB，所以我选用的512KB的Flash芯片的中A17和A18脚这两个地址pin是用不到的，对于用不到的地址pin，我们需要把它们接到+5v上来屏蔽掉用不到的存储容量（接到GND也可以），而从上图可以看出，A18和A17对应CHR的相同位置上正好都是+5V电源，所以就不需要对这两个针脚做任何处理。但是如果要做合卡，这两个地址pin会起到关键作用，这一点后面说，先循序渐进从制作单卡开始。

既然CHR只支持128KB，那为什么我要选一个512KB的芯片呢？其实原本我用的是和之前“准备PRG”里一样的SST39SF020芯片，结果做出来的效果就是下面这样：

后来我咨询了高人byemu，告诉我在MMC1的卡带上，SST39SF系列芯片都不能作为CHR使用的，高人原话是39SF芯片的指令范围大，而MMC1只有2个4k 或者1个8k模式，如果是MMC3，有6个bank，就能用39SF芯片。反正我是搞不懂，完全属于我的知识空白，总之按照高人说的做肯定没错的。

======== Updated on 2017-08-13 ========

关于SST芯片无法用作MMC1卡带的CHR的问题，通过自己学习琢磨，加上不断请教byemu同志，总算弄明白了。

首先，说明一下Mapper芯片Bank Switching的逻辑。

上图是对于Mapper切bank的一个很形象的比喻。FC的CPU或PPU同时能寻址的数据大小有限，这是FC的基本知识。类似于手表的日期显示，一个月虽然有30天，但我们只关心今天是几号，所以手表就负责每天转动日期转盘，把当天的日期显示在窗口中，有的手表还可以显示星期几，这样就有了两个转盘和两个窗口。而Mapper芯片的作用就相当于手表的日期功能，给FC提供了窗口（Bank）和转盘(Rom)。

比如”魂斗罗”是256KB容量/Mapper 4/MMC3芯片，其PRG ROM为128KB（CHR ROM也是128KB）。MMC3将CPU的寻址范围（0x8000~0xFFFF，共32KB）划分成4个窗口，每个窗口8KB（$8000-$9FFF、$A000-$BFFF、$C000-$DFFF、$E000-$FFFF），也就是说MMC3具备4个8KB大小的CPU Bank。那么，128KB的PRG ROM按照8KB的窗口大小将被分成32个Rom Bank，这就是转盘。MMC3可以从这32个Rom Bank中按照需要选择4个显示在窗口中，这就是切Bank。CHR部分同理。

总共有三个转盘：PRG RAM、PRG和CHR，窗口的大小也不是固定的，可以是1k,2k,4k,8k,16k等，不同的Mapper芯片对于窗口的数量大小有不同的配置。

Mapper芯片需要通过写指令寄存器的方式来进行Rom Bank的切换。这个网址:http://wiki.nesdev.com/w/index.php/MMC3记录了MMC3的Bank配置和Register的指令说明。这些信息在研究Kazzo烧录的时候会用到。

接下来回到正题，从Flash芯片的datasheet上可以查到，SST芯片的指令地址为0x2aaa和0x5555，而其他厂商如AMD和MX等的芯片的指令地址都是0x02aa和0x0555。我们这里称前者为高位指令，后者为低位指令。

我画了一个芯片地址线和物理容量的对应关系图，从中SST芯片的指令处于高位，需要A14~A0共15条地址线来寻址。而其他芯片的指令地址处于低位，只需要A10~A0共11条地址线。

再仔细研究datasheet，在MX29F004的指令表下方找到上面这个备注说明。意思是芯片接受指令时只关心A10~A0这11位是否为2aa或者555，而指令在A10以上的高位数据都会被忽略。现在我们来把十六进制换算成二进制：

位置	HEX	Binary
低位	0x02aa	00000 01010101010
低位	0x0555	00000 10101010101
高位	0x2aaa	00101 01010101010
高位	0x5555	01010 10101010101

这样就一目了然了，0x02aa和0x2aaa的11个低位完全一样。而根据datasheet，MX29F004接受指令时只看11个低位，11位以上的高位都会被忽略。所以0x2aaa或者0x5555这些高位指令一样可以被MX29F004所兼容。

但反过来情况就略有不同，接下来以MMC1为例说明这个问题。先来看MMC1的文档（http://wiki.nesdev.com/w/index.php/MMC1）

MMC1的CHR只有两个4KB的bank窗口，其地址为0x0000~0x0FFF和0x1000~0x1FFF，是无法支持高位指令的。

• 第一：因为如果在0x1000~0x1FFF窗口中给0x5555写入指令，就会把最高位的5丢掉，只有当0x1000~0x1FFF窗口切到Rom转盘上0x5000这个Bank时才能得到0x5555这个地址。同理，必须切到Rom转盘上0x2000这个Bank时才能得到0x2aaa这个地址。
• 第二：0x2aaa和0x5555两个地址之间间隔超过了10KB的距离，而PPU最大寻址范围也只有8KB，所以没有办法在同一个窗口中同时看见0x2aaa和0x5555这两个地址。所以对于高位指令的操作就需要两个Bank窗口来完成。
• 第三：每写入一个字节的数据都遵循“发送写入指令然后写入数据”的步骤，中间是不能切换Bank的。MMC1只有两个CHR Bank窗口，必须要切到Rom上的0x2000和0x5000这两个Bank才能发送指令，而发完指令要写数据时又不能切Bank，所以永远只能往0x2000和0x5000这两个Bank上写数据，而其他30个rom bank永远访问不到。

因此，MMC1的CHR不支持高位指令的Flash芯片。

======== Updated on 2017-08-09 ========

用于作为CHR的Flash芯片的控制针脚与卡带之间的连线通常是如下的对应关系：

Pin	FC	说明
WE＃	PPU /WR	对应卡带金手指的47pin。
OE＃	PRG /RD	对应卡带金手指的17pin。
CE＃	PPU A13	对应卡带金手指的56pin。

下面的对应关系只列出针脚位置定义不相同需要飞线的：

根据上面的对应关系把Flash芯片需要飞线的针脚用钳子掰直，准备工作就完成了，下面是一张更直观的图。

飞线和焊接

网上能找到的改造卡带的资料很多都是用包皮线来飞线，缺点明显，如线太粗、定型效果不好，焊点处包皮受热收缩导致导线一定程度外露等等。

所以我选择了0.2mm的聚氨酯漆包线，可直接焊接不用预先刮涂层，实测各方面特性都很好，价格超便宜，这么一卷可以用很多年了。

焊接的过程没什么好说的，按照上面的表格确保对应好，按部就班，不要焊错，不要有虚焊，漆包线线头先用烙铁蘸锡点一下，发现上锡了就表明绝缘涂层化开了，否则焊锡是裹不到线上的。

上面是我做成功的第一盘卡带，走线及其难看。然后我就想着怎么能够改的更整洁美观些，于是就做了第二盘，如下。

这次我把飞线都走到了芯片背面和电路板之间，除了要焊到金手指上的线以外就基本没什么明线了。

烧录游戏

烧录的形式是由选择什么烧录器来决定的。

大众一点的方式是购买通用的PROM编程器，在网上搜编程器或者烧录器能找到一大堆结果，但是要注意的是这些大多数都是用于串行EEPROM和MCU单片机的，并不能烧录并行PROM。我在一篇国外的文章上发现了一个叫TOP853的编程器，然后自己搜了一下发现这个型号已经停产了，但是还能买到，价格也不贵，不过有个大问题是只支持WinXP系统。它的升级版有几种，其中TOP2013这个型号是支持win7和win10的，同时价格也不算太夸张，就是下面这个样子。

用编程器的的烧录过程是先把FC游戏的ROM文件用工具解开成PRG.bin和CHR.bin两个文件，然后分别烧录到两个Flash芯片里，再焊接到卡带PCB上，同时进行必要的飞线处理来将地址线和数据线一一对应。这是早期的卡带改造方式。因为芯片焊接到卡带上就无法再进行烧录了，所以Flash芯片的WE#和OE#分别接到VCC和GND就完事。

具体的改造过程可以参考下面这个链接：http://www.callanbrown.com/index.php/advanced-mmc3-nes-reproduction。

后来出现了Kazzo烧录器情况就不一样了。Kazzo NES dumper / programmer，一个日本人开发的工具，既可以dump卡带，也可以进行烧录的开源工具。

项目地址：https://zh.osdn.net/projects/unagi/wiki/kazzo_intro_en

你可以在里面找到所有Kazzo烧录器的原理、PCB设计、软件、烧录脚本、使用说明等所有资料，动手能力强的完全可以自己DIY制作一套（也可以直接买现成的）。要说明的一点是这个项目里的文档基本都是日文和英文各一份，对于不懂日语的人非常友好。但我后来发现英文版的文档质量比日文版要差很多，所以建议在学习的时候一定要看日文版，不懂日语没关系，用google翻译转成英文（一定要转成英文，转成中文后狗屁不通）再看。

把改造好的卡带插进Kazzo，通过usb线连接到电脑。

下载烧录软件unagi_client_windows_062.zip，解压到本地磁盘，运行anago目录下的anago_wx.exe图形界面客户端（还有一个anago.exe是命令行工具，anago_en.txt是使用说明）。

先进入progaram选项卡进入烧录模式（如果是从现有卡带下载游戏rom可以进入dump选项卡。软件的界面简单易懂，这里不多说），下面是主要的选项说明：

• script：烧录脚本，对应卡带的mapper类型。
• ROM image：要烧录的游戏ROM
• Program flash：PRG烧录进度和芯片型号选择，列表的芯片型号并不是一个prom大全，但是涵盖了eprom\eeprom以及不同容量的芯片，所以列表中的某个型号其实可以对应多种不同品牌的存储芯片。
• Charcter flash：CHR烧录进度和芯片型号选择，同上。
• compare复选框：烧录的同时对烧录的数据进行校验，应该勾选，这样烧录的时候如果校验失败就说明卡带的飞线或者焊接有问题。

======== Updated on 2017-08-15 ========

anago已经预置了一部分Flash芯片的支持。但我手上的芯片有SST39SF020/SST39SF040/MX29F004TC，除了39SF040，其他两个在列表中没有。 实际上，烧录时一般只要选择和手头芯片容量一致的配置就可以。但是对于完美主义者这样是不行的，下面是我的自定义配置。

["MX29F004TC"] = {
	capacity = 4 * mega, pagesize = 1,
	erase_wait = 8000, erase_require = true,
	retry = false,
	id_manufacurer = 0xc2, id_device = 0x45,
	command_mask = MASK_A10
},
["SST39SF020"] = {
	capacity = 2 * mega, pagesize = 1,
	erase_wait = 100, erase_require = true,
	retry = false,
	id_manufacurer = 0xbf, id_device = 0xb6,
	command_mask = MASK_A14
}

Flash芯片的配置在anago/flashdevice.nut文件里，把上面的文本粘贴进去，并且可以把不需要的芯片配置注释掉。然后在烧录界面中就可以选择上面两种芯片了。

• capacity：芯片容量。mega代表1Mbit，即128KB，所以4*mega就代表512KB
• pagesize：每个烧写单元的大小。Flash烧写数据有两种方式：Byte Program和Sector Program，这里的两种芯片都属于前者（datasheet里找）。而对于Byte Program来说，一个page就是一个字节，所以这里的值为1。
• erase_wait：擦除时间，在芯片Datasheet中可以找到。
• erase_require：烧录时是否需要先执行擦除（erase）操作。
• id_manufacurer：芯片制造商标识，datasheet里找。
• id_device：芯片标识，datasheet里找。
• command_mask：芯片的指令属性。MASK_A10为低位指令，MASK_A14为高位指令。

设置好烧录选项点击program按钮，等待进度完成，一张可重复刷写游戏的自制烧录卡带就制作完毕了。

上机测试一切完美！第一盘FC烧录卡完成。